二. 重點(diǎn)難點(diǎn):
(一)銳角三角函數(shù)
1. 銳角三角函數(shù)的定義
如圖1,在中,為直角,我們把銳角A的對邊與斜邊的比叫做的正弦,記作;把銳角A的鄰邊與斜邊的比叫做的余弦,記作;把銳角A的對邊與鄰邊的比叫做的正切,記作;把銳角A的鄰邊與對邊的比叫做的余切,記作。
圖1
即;
2. 互余角的三角函數(shù)間的關(guān)系
3. 同角三角函數(shù)間的關(guān)系
4. 三角函數(shù)值
(1)特殊角的三角函數(shù)值
(2)用計(jì)算器求的任意角的三角函數(shù)值。
(3)銳角三角函數(shù)值的性質(zhì):
①銳角三角函數(shù)值都是正數(shù),并且當(dāng)時(shí),,。
②當(dāng)角度在間變化時(shí):
正弦、正切隨角度增大而增大,減小而減?。?/span>
余弦、余切隨角度增大而減小,減小而增大。
(二)解直角三角形
1. 解直角三角形:由直角三角形中除直角以外的兩個(gè)已知元素(其中至少有一條邊),求出所有未知元素的過程,叫做解直角三角形。
2. 解直角三角形相關(guān)的知識
如圖2,在中,,
圖2
(1)三邊之間的關(guān)系:。
(2)銳角之間的關(guān)系:。
(3)邊與角之間的關(guān)系:
,
。
(4)如圖3,若直角三角形ABC中,斜邊上的高于點(diǎn)D,設(shè),,則
。
圖3
(5)如圖4,若CD是直角三角形ABC中斜邊上的中線,則
①;
②點(diǎn)D是的外心,外接圓半徑。
圖4
(6)如圖5,若r是直角三角形ABC的內(nèi)切圓半徑,則。
圖5
(7)直角三角形的面積
①如圖3,。
②如圖5,。
3. 直角三角形的可解條件及解直角三角形的基本類型
4. 測量中的常用概念:仰角、俯角、坡度、坡角、水位、方向角、傾斜角等。
【典型例題】
例1. 如圖6,在山坡上種樹,要求株距(相鄰兩樹間的水平距離)是5.46米,測得斜坡的傾斜角是,求斜坡上相鄰兩樹間的坡面距離是多少米?(精確到1米,用計(jì)算器求值)
圖6
分析:此問題歸結(jié)為中,米,求AB的長。
米,
斜坡上相鄰兩樹間的坡面距離是6米。
例2. 已知:如圖7,在菱形ABCD中,于點(diǎn)E,,求四邊形ABCD的面積S。
圖7
分析:在中,,已知,就相當(dāng)于給了的對邊AE與斜邊BA的比是5:13。
解:在中,,
設(shè) 由勾股定理得
,即
。
例3. 如圖8,在中,,求AB和BC的長。
圖8
分析:由已知條件和三角形內(nèi)角和定理,可知;過點(diǎn)C作,則是可解三角形,可求出CD的長,從而可解,由此得解。
略解:過點(diǎn)C作于D
想一想,若例3改為:
①中,,如何求AB和BC的長?
②已知中,,,,如何求BC邊及的面積?
例4. 如圖9,已知在中,,求的四個(gè)三角函數(shù)值。
圖9
解:在中,
例5. 如圖10,已知在中,。求。
圖10
解法1:在中,
設(shè)
由勾股定理,可得
解法2:在中,,,
;
又
小結(jié):已知一個(gè)角的某個(gè)三角函數(shù)值,求同角的其它三角函數(shù)值時(shí),常用的方法有兩個(gè):利用定義(根據(jù)三角函數(shù)值,用比例系數(shù)表示三角形的邊長)或同角的三角函數(shù)之間的關(guān)系。
例6. 解答下列各題:
(1)化簡求值;
(2)若(為銳角),求的值;
(3)在中,,化簡。
解:(1)
(2)
(3)
小結(jié):由第(3)題可得到今后常用的一個(gè)關(guān)系式:
例如,若設(shè),則。
例7. 如圖11,在中,,,求的值。
圖11
分析:為求,需將分別置于直角三角形之中,另外已知的鄰補(bǔ)角是,若要使其充分發(fā)揮作用,也需將其置于直角三角形中。所以應(yīng)分別過點(diǎn)B、C向CA、BA的延長線作垂線段,即可順利求解。
解:過點(diǎn)B作的延長線于點(diǎn)D,過點(diǎn)C作的延長線于點(diǎn)E。
;
。
又,由勾股定理,
同理可求得
例8. 如圖12,直升飛機(jī)在跨河大橋AB的上方P點(diǎn)處,此時(shí)飛機(jī)離地面的高度米,且A、B、O三點(diǎn)在一條直線上,測得大橋兩端的俯角分別為。求大橋AB的長(精確到1米)。
圖12
解:依題意,
(米)
答:大橋的長度約為120米。
說明:如圖12,一般地,。
例9. 如圖13,某船向正東航行。在A處望見燈塔C在東北方向,前進(jìn)到B處望見燈塔C在北偏西,又航行了半小時(shí)到D處,望見燈塔C恰在西北方向,若船速為每小時(shí)20海里,求A、D兩點(diǎn)間的距離。(結(jié)果不取近似值)
圖13
解:作,垂足為E。設(shè)海里。
在中,,
即。解得
(海里)。
答:A、D兩處間的距離為海里。
例10. 某型號飛機(jī)的機(jī)翼形狀如圖14所示,AB//CD,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算AC,BD和CD的長度(精確到0.1米,)。
圖14
解:如圖15所示,過C作交BA延長線于E,過B作,交CD延長線于F。
圖15
在中,
()
在中,
答:AC約為7.1米,BD約為5.8米,CD約為3.4米。
例11. 如圖16,,,求四邊形ABDC的面積。
圖16
分析:只需分別求出和的面積,就可求出四邊形的面積。問題的關(guān)鍵是如何求出中BC邊上的高。
略解:作于H
在中,
四邊形ABDC的面積為平方單位。
小結(jié):已知一個(gè)角的三角函數(shù)值就可以得到它余角的余弦函數(shù)值,同時(shí)還可以得到已知角和它的余角的其它的三角函數(shù)值。
例12. 如圖17,在四邊形ABCD中,,,,求CD的長。
圖17
分析:由已知,為了構(gòu)造可解的直角三角形,可分別延長DC、AB,設(shè)交點(diǎn)為E,得;再利用,則,通過設(shè)參數(shù)、列方程即可求解。
略解:如圖17所示,,
設(shè)
在中,,解得
,則。
此例題還有其它幾種添加輔助線的方法,請自己研究。
解此類問題的基本思路是將四邊形轉(zhuǎn)化成解直角三角形的問題。轉(zhuǎn)化的目標(biāo)主要有兩個(gè),一是構(gòu)造可解的直角三角形;二是利用已知條件通過設(shè)參數(shù),列方程。在解直角三角形時(shí),常用的等量關(guān)系是:勾股定理、三角函數(shù)關(guān)系式、相等的線段、面積關(guān)系等。
例13. 如圖18,D是AB上一點(diǎn),且于C,,,,求的值和AB的長。
圖18
略解:作DE//AC交CB于E。則。
,
設(shè),則
即
,解得
例14. 如圖19,正三角形ABC的邊長為2,點(diǎn)D在BC的延長線上,。
(1)動點(diǎn)P在AB上由A向B移動,設(shè),的面積為,求與t之間的函數(shù)關(guān)系式及自變量t的取值范圍。
(2)在(1)的條件下,設(shè),求z與t之間的函數(shù)關(guān)系式。
圖19
略解:作于E
(1),
又,
(2)由(1)不難得出,
【模擬試題】
1. 填空題:在中,,分別為的對邊,
(1)若,則________,_________,_______。
(2)若,,則__________,_________。
(3)若,則_________。
(4)若,則________,_________。
(5)若,b與斜邊的中線相等,則_________,_________。
(6)若,則_________。
(7)若的周長為,則______cm,_____cm。
2. 在中,分別是的對邊,,,求。
3. 中,分別是的對邊,若,,試求BC邊的長及的面積。
4. 已知:四邊形ABCD中,,,求四邊形ABCD的面積。
5. 在中,,D是BC延長線上一點(diǎn),,求的度數(shù)和AB的長。
6. 如圖20,水庫大壩的橫斷面為梯形,壩頂寬6米,壩高24米,斜坡AB的坡角為,斜坡CD的坡度,求壩底AD的長。
圖20
7. 如圖21,一艘漁船正以30海里/時(shí)的速度由西向東追趕魚群,在A處看見小島C在船的北偏東。40分鐘后,漁船行至B處,此時(shí)看見小島C在船的北偏東。已知以小島C為中心,周圍10海里以內(nèi)為我軍導(dǎo)彈部隊(duì)軍事演習(xí)的著彈危險(xiǎn)區(qū)。問這艘漁船繼續(xù)向東追趕魚群,是否有進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的可能?
圖21
8. 如圖22,一起重機(jī)的機(jī)身高21m,吊桿AB長36m,吊桿與水平線的夾角可從升到,求起重機(jī)起吊的最大高度(吊鉤本身的長度和所掛重物的高度忽略不計(jì))和當(dāng)起重機(jī)位置不變時(shí)使用的最大水平距離(精確到0.1米)。
圖22
9. 如圖23,在小山的東側(cè)A處有一熱氣球,以每分鐘28米的速度沿著與垂直方向夾角為的方向飛行,半小時(shí)后到達(dá)C處,這時(shí)氣球上的人發(fā)現(xiàn),在A處的正西方向有一處著火點(diǎn)B,5分鐘后,在D處測得著火點(diǎn)B的俯角是,求熱氣球升空點(diǎn)A與著火點(diǎn)B的距離。(結(jié)果保留根號,參與數(shù)據(jù):,)
圖23
【試題答案】
1. (1)
(2)
(3) (4)
(5)
(6) (7)
2.
3. 當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
4.
5. ,
6. 78米
7. 這艘漁船繼續(xù)向東追趕魚群不會進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。
8. 最大高度約56.5米,最大水平距離約31.2米。
9. 米。
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